WO2018055219A1 - Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes residuales generadas por tráfico rodado en un vial - Google Patents

Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes residuales generadas por tráfico rodado en un vial Download PDF

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WO2018055219A1
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microgeneration
central
lateral
subsystem
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Juan Manuel GARCÍA CHAMIZO
Francisco Javier FERRÁNDEZ PASTOR
Sergio GÓMEZ TRILLO
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Universidad De Alicante
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    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to the use of the residual comment generated as a result of the continuous passage of vehicles transported on roads for the generation of electricity.
  • the system comprises three prayer microg subsystems of singular architecture and conveniently arranged to make profitable both the residual current generated as a result of the continuous passage of wheeled vehicles, and the circulating breezes on said location, in addition to solar radiation.
  • These subsystems include wind turbines, wind power concentrators and photovoltaic equipment.
  • the structure to support the system has a central part that comprises one of the subsystems, the structure being assigned as the axis of rotation of a horizontal axis wind turbine. The purpose of this provision is to achieve optimum use of the residual current generated as a result of the passage of vehicles and also to complement the system with solar collection equipment.
  • the context of application of the invention is mainly in the network of roads, highways and highways, especially in those high traffic points such as the entry and exit roads of large cities, ring roads, sections of routes with high traffic density , sections of heavy traffic of heavy vehicles, roads in territories with a rugged orography, road junctions, etc.
  • the elements belonging to transport networks offer great interest for research related to energy efficiency and generation.
  • Interesting work has been initiated that aims to take advantage of the land destined to the road sign for energy generation by incorporating photovoltaic cells and the like.
  • the invention proposes to take advantage of both the residual comment and the acceleration of the breezes caused by the continuous passage of vehicles, in addition to other types of energy sources.
  • This interest is based on the great potential based on the cubic function that governs the colic velocity in relation to determining the available wind power.
  • the incorporation of a wind concentrator increases the potential performance and the operating time compared to the free exercise of small wind turbines. This result expands the scope of geographic implementation of these energy production systems.
  • US 7902690 B1 shows an energy recovery system thanks to the passage of vehicles composed of a support structure for mounting on the road structure, and a rotating element that includes a rotating frame and a plurality of rotating blades due to the movement of the comment caused by the movement of the vehicle.
  • US 7098553 E32 shows a plurality of wind driven wind generators created by the traffic that passes next to the aerog in adores at high speeds.
  • the device used is preferably Savonius type, mounted horizontally or vertically, or helical turbine type, with rotors connected to electric generators in order to capture the wind and produce electrical energy.
  • the invention has been designed to take advantage of the acceleration that occurs in wind kinetics, in addition to the subsequent turbulence generated following the passage of vehicles.
  • the system of the invention is configured on a structure on which a set of energy microgeneration subsystems are incorporated, based on the use of renewable wind and solar sources.
  • the structure of the system of the invention comprises a symmetrical central beam comprising three horizontal sections, the central section being of greater dimension, and two small vertical sections, connecting the central horizontal section with the two extreme horizontal sections, all supported at its ends. by two pillars or side posts.
  • the central section serves as an axis for a horizontal axis wind turbine.
  • the central wind microgeneration subsystem comprises a wind concentrator configured to increase the speed of residual traffic comments.
  • This wind concentrator comprises two surfaces enabled for the inclusion of photovoltaic panels or similar subsystems of solar collection. These solar collection subsystems include sufficient devices to optimize their position with respect to the solar incidence.
  • the central wind turbine and the side wind turbines comprise their own regulation and braking mechanisms capable of acting in the presence of winds with relative speeds.
  • the lateral wind microgeneration subsystems included at the ends are exclusively responsible for the use of wind breezes regardless of the meaning they may adopt.
  • the present invention relates to a microgeneration system for exploiting residual wind currents generated by road traffic in a vial (hereinafter, system of the present invention) comprising: 1 a) a structure comprising:
  • a microg subsystem in central wind prayer on the crossbar comprising:
  • a central horizontal axis wind turbine comprising clamping posts and rotating blades
  • the system of the present invention comprises:
  • a vertical axis lateral wind turbine comprising a clamping post and rotation blades
  • a perimeter wind concentrator comprising a plurality of blades configured as a circumscribed guidewire on the side wind turbine.
  • the crossbar of the system of the present invention has a broken line comprising, from the side posts to a center:
  • the central microgeneration subsystem of the system of the present invention comprises a central cover configured to locate a solar collection subsystem and to enhance a circular circulation in an interior of the perimeter wind concentrator.
  • the central cover of the system of the present invention comprises:
  • a rear surface comprising a space necessary for an installation of a plurality of rear photovoltaic panels.
  • the central cover of the system of the present invention comprises a plurality of orientators configured to orient the anterior photovoltaic plates and the subsequent photovoltaic plates to maximize an irradiation received by the photovoltaic plates.
  • system of the present invention comprises:
  • system of the present invention comprises:
  • an auxiliary supporting structure comprising a double network of circular section profiles, a perimeter ring and structural uprights fixed to the extreme horizontal sections, configured to support a lower floor of the lateral wind microgeneration subsystems.
  • the central wind turbine of the present invention comprises a plurality of radiated central uprights articulated around the horizontal axis holding three rotation blades.
  • the lateral rotor of the present invention comprises a plurality of articulated lateral uprights radiated around the horizontal axis holding three rotating blades.
  • Figure 1A Main elevation of the system of the invention showing the foundation of the structure.
  • Figure 1B Elevation scheme of the structure showing the lengths of the posts lateral and of the different parts of the crossing of symmetrical broken line belonging to the structure.
  • Figure 1C Illustrative plan view of a track on which the system of the invention can be installed.
  • FIG. 2A Plant of the system of the invention.
  • Figure 2B Section in plan according to line A'-A of Figure 1A, where the behavior of wind currents is illustrated once they affect the interior architecture of the colic concentrator of the lateral wind microgeneration subsystems.
  • Figure 2C Section in plan according to line A'-A of Figure 1A, where the interior architecture of the wind concentrator of the lateral wind microgeneration subsystems with vertical axis wind turbines is shown, a detailed extension of one of the lateral wind microgeneration subsystems.
  • Figure 3 Section elevation, showing the inside and outside of the wind concentrators according to section line E'-E of Figure 2C.
  • Figure 4A Profile of the system of the invention.
  • Figure 4B Section in side elevation of the structure, showing the interior architecture of the wind hub of the horizontal axis regenerator ae according to the F'-F cut line of Figure 3.
  • Figure 5A Isometric perspective section according to the B'-B line, where the general geometry of the structure and the encounter of the deflector with the central microgeneration system is illustrated.
  • Figure 5B Isometric perspective section according to the B'-B line, where the behavior of wind currents is illustrated once they affect the interior architecture of the wind concentrator of the lateral wind microgeneration subsystems.
  • central solar collection subsystem (115A, 115B, 116A, 116B) cover of the lateral colic microgeneration subsystem "A” (117A) cover of the lateral colic microgeneration subsystem “B” (117B) lateral solar collection subsystem (118)
  • Figure 1A details the main elevation including two lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B) and a central wind microgeneration subsystem (103), arranged on a double-lane road for each direction, shoulders, median separator and berms in Each of the senses.
  • the structure (101) comprises two side posts (104) and a crossbar (105), which can be broken symmetrically.
  • the symmetrical broken line traverse (105) comprises two extreme horizontal sections (108), two vertical sections (107), and a central horizontal section (108).
  • the length of each section is a function of the overall dimension of the road.
  • the geometry of the structure (101) responds to the purpose of taking advantage of the central horizontal crossbar (108) as the horizontal axis (301) of the central wind turbine (304) included in the central wind microgeneration subsystem (103).
  • auxiliary structure (113) attached to the extreme horizontal sections (108) is included in order to support the lower floor (114a) of the lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B).
  • This auxiliary structure (113) offers numerous design solutions depending on the characteristics of the materials used, loads to be supported, section of the horizontal section, etc. Modeling based on a double framework of profiles of circular section (113a), perimeter ring (113b) and structural uprights (113c) in order to be able to fix both the lower floor (114a) and the upper floor (114b), without this solution excluding as many as possible.
  • the central wind microgeneration subsystem (103) comprises in its upper part an anterior surface (115A) and a posterior surface (115B) intended for the installation of anterior photovoltaic panels (116A) and subsequent photovoltaic plates (116B);
  • the lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B) comprise lateral solar collection subsystems (118) in the upper deck (117).
  • a structure (101) is configured, as well as each of the elements that make up the lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B) and the central wind microgeneration subsystem (103), in a scalable manner, with the purpose of adapting to different requirements stipulated by different regulations and to different dimensions depending on the location where the system will be installed.
  • the height like any element that is part of the structure, it will respect the minimum height limits established in the applicable regulations, being therefore the height of the side posts (104), the appropriate one for compliance with the regulations in question.
  • Figure 2A details the plant of the microgeneration system for the use of residual comments generated from traffic on roads and highways with the colic flow concentration structure
  • Figure 2C details that plant with the wind microgeneration subsystems lateral (102A, 102B) sectioned transversely to show your configuration.
  • These lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B) comprise a perimeter wind concentrator (201A, 201 B) comprising a certain number of blades (202A, 202 B) with defined geometry.
  • This perimeter wind concentrator (201 A, 201 B) circumscribes a side wind turbine (203) comprising a vertical axis (204) and a structure of lateral uprights (205) that hold the rotating side blades (206).
  • the architecture of the lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B) is similar; including side deflectors (207A, 207B) that cancel out any possibility of wind flow input contrary to the direction of rotation of the side wind turbine (203), in addition to enhancing the internal circular circulation.
  • the geometry of the side deflectors (207A-207B) responds to the behavior of these currents and the possibility of their capture and energy use.
  • the baffles can have a different geometry in each case due to the existence of predominant wind patterns in a given directional range.
  • the side deflectors (207A, 207B) comprise the sealing of the traffic sections that have no direct influence on the wind uptake, the arrows being illustrated in those circulation sections of greater relevance depending on the wind direction adopted.
  • the architecture of the side deflectors (207A, 207B) has been modeled to increase the uptake of the central wind microgeneration subsystem through its aerodynamic reconfiguration always satisfying the strict compliance with the technical design specifications, stipulated in the current regulations of the country or region where implantation is to be performed (103).
  • the shape of the side deflectors (207A, 207B) is configured to maximize the performance of the side wind turbines (203) and the central wind turbine (304) in collaboration with the architecture of the perimeter wind concentrators is ((201 A, 201 B) Its aerodynamic geometry minimizes the formation of the boundary layer on its surface.
  • the main walls (501A, 502A) facilitate the adaptation of the wind breezes present to redirect towards the interior of the annexed traffic sections of the systems of lateral microgeneration (102A, 102B).
  • the layout of such walls is resolved by prolonging the characteristic layout of the traffic sections until they intersect with the layout of the secondary walls (501 B, 502B).
  • These walls (501 B, 502 B) are intended to adapt the circulation of the breezes for their capture in the central radon microgene system (103). Its layout is straight to facilitate the intersection with the blades of the microg system in central prayer. Once this intersection has been made, its layout is resolved by a curved section following the above criteria to minimize the development of the boundary layer on its surface. Inside these walls and coinciding with the intersection with the blades of the central microgeneration system (103), a series of grooves (503) are included to reinforce the acceleration of the wind breezes and the residual currents coming from the vehicles.
  • Figure 3 shows a sectional elevation along the line E'-E of Figure 2C, showing the layout of the horizontal axis (301) of the central wind turbine (304) in the case of the microg subsystem in central wind (103) and the position of the vertical axis (204) of the lateral wind turbine (203B) in the case of the lateral wind microg micro subsystems (102A, 102B).
  • the horizontal direction of the horizontal axis (301) can be observed, on which the central uprights (302) that hold the central blades (303) of the central wind turbine (304) are arranged while the lateral rotors (203A-203B) included in the lateral wind microgeneration subsystems (102A, 102B) are defined by their vertical axis (204).
  • FIG 4A the side elevation of the structure (101) is detailed, while in figure 4B a section in elevation is detailed following the cutting line F'-F of figure 3.
  • FIG 4B the interior architecture is observed of the microg subsystem in central wind prayer (103), highlighting a central cover (401) comprising an anterior surface (115A) comprising a plurality of anterior photovoltaic panels (116A) and a posterior surface (115B) comprising a plurality of rear photovoltaic panels (116B).
  • practicable openings (402) for the installation of fastening structures (403) of the photovoltaic panels (116A, 116B) are conditioned.
  • orientators (404) which can be pneumatic or hydraulic, capable of optimizing the position and inclination of the photovoltaic panels (116A, 116B) to Its optimal functioning.
  • the central cover (401) comprises a large interior space (405), sufficient for the location and operation of this type of orientators (404).
  • FIG. 5A and 5B A perspective sectioned view is shown in Figures 5A and 5B in order to clarify the integral elements of the structure.
  • the adaptation of the breezes with respect to the geometry of the lateral (102A) and central microgeneration system (103) has been plotted.
  • the breezes bifurcate following the geometry of the deflector modeled in its adaptation.
  • the breezes that adapt according to the layout of the front or rear main wall (501A, 502A) advance towards the annexed traffic section progressively increasing their speed.
  • the breezes that adapt according to the layout of the anterior or posterior secondary wall (501B, 502B) are retrofitted for efficient entry into the central microgeneration system (103).
  • slits (503) capable of causing an acceleration prior to its advance through the circulation section are included.
  • the microgeneration system also has a sensor network and electronic control devices configured to monitor the behavior of the system and efficiently manage the production and discharge of energy to the grid, or to the points of consumption.

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Abstract

Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes eólicas residuales generadas por tráfico rodado en un vial que tiene: una estructura (101) que tiene: dos postes laterales (104), uno a cada lado del vial; un travesaño (105) entre los postes laterales (104); un subsistema de microgeneración eólica central (103) en el travesaño (105) que tiene: un aerogenerador central (304) de eje horizontal (301) y un concentrador eólico perimetral (201) que comprende una pluralidad de álabes (202) configurados a modo de corona directriz circunscrita sobre el rotor central (302-303).

Description

SISTEMA DE M ICROGENERACIÓN PARA APROVECHAMIENTO DE CORRIENTES RESIDUALES GENERADAS POR TRÁFICO RODADO EN UN VIAL
Objeto de la Invención
La presente invención está referida al aprovechamiento de la comente residual generada a raíz del paso continuado de vehículos de transporte rodado en carreteras para la generación de electricidad.
Es objeto de la presente invención formalizar un sistema capaz de aprovechar este recurso energético siendo compatible con las especificaciones técnicas exigióles en cualquier tipo de carretera. El sistema comprende tres subsistemas de microg en oración de arquitectura singular y convenientemente dispuestos para rentabilizar tanto la corriente residual generada a raíz del paso continuado de vehículos de transporte rodado, como las brisas circulantes sobre dicho emplazamiento, además de la radiación solar. Estos subsistemas comprenden aerogeneradores, concentradores de comentes eólicas y equipos fotovoltaicos. La estructura para soportar el sistema tiene una parte central que comprende uno de los subsistemas, destinando el montante de la estructura como eje de rotación de un aerogenerador de eje horizontal. Esta disposición tiene como propósito alcanzar un óptimo aprovechamiento de la corriente residual generada a raíz el paso de vehículos y además poder complementar el sistema con un equipo de captación solar. En los extremos se disponen otros dos subsistemas de microg en oración eólica sobre plataformas estructurales, siendo vertical el eje de rotación de los aerogeneradores de los subsistemas de microgene ración eólica laterales. Esta disposición tiene como propósito el aprovechamiento de las brisas circulantes con independencia del sentido que puedan adoptar.
El contexto de aplicación de la invención se sitúa principalmente en la red de carreteras, autovías y autopistas, en especial en aquellos puntos de elevado tránsito tales como los viales de entrada y salida de grandes ciudades, circunvalaciones, tramos de recorridos con alta densidad de circulación, tramos de elevado tránsito de vehículos pesados, carreteras en territorios con una orografía accidentada, nudos víanos, etc.
Estado de la técnica anterior
Los elementos pertenecientes a las redes de transporte ofrecen un gran interés para investigaciones relacionadas con la eficiencia y generación energética. En los últimos anos se han iniciado interesantes trabajos que tiene por objeto aprovechar el terreno destinado al firme de las carreteras para la generación energética mediante la incorporación de células fotovoltaicas y similares. La invención propone aprovechar tanto la comente residual como la aceleración de las brisas propiciada por el paso continuado de vehículos, además de otros tipos de fuentes energéticas. Este interés se basa en el gran potencial fundamentado en la función cúbica que rige en la velocidad cólica en relación a la hora de determinar de la potencia eólica disponible. La incorporación de un concentrador eólico aumenta el rendimiento potencial y el tiempo de funcionamiento en comparación al ejercicio libre de los pequeños aerogeneradores. Este resultado amplía el alcance de implantación geográfica de estos sistemas de producción energética.
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Siendo,
P: Potencia eólica disponible
p: Densidad
S: Superficie de captación del ae regenerador
v: Velocidad de las brisas eólicas
Este tipo de sistemas ofrecen una gran oportunidad de producción energética para el abastecimiento de instalaciones propias en carreteras, tales como instalaciones de iluminación y señalización, control de peajes, edificios de mantenimiento y conservación de viales, etc. Otra posibilidad de gran interés es la comercialización de la energía generada procediendo a su inyección a la red general.
El estado de la técnica más cercano lo conforma diseños de concentradores para aerogeneradores de eje verticales con varios tramos de circulación descritos en US 7902690 B1 y US 7098553 E32.
US 7902690 B1 muestra un sistema de recuperación de energía gracias al paso de vehículos compuesto por una estructura soporte para el montaje en la estructura vial, y un elemento giratorio que incluye un bastidor giratorio y una pluralidad de palas que giran debido al movimiento de la comente causada por el movimiento del vehículo.
US 7098553 E32 muestra una pluralidad de generadores eólicos impulsados por el viento creado por el tráfico que pasa próximo a los aerog en aradores a altas velocidades. El dispositivo utilizado es preferiblemente de tipo Savonius, montado horizontal o vertical, o de tipo turbina helicoidal, con rotores conectados a generadores eléctricos con el fin de capturar el viento y producir energía eléctrica.
Descripción de la invención
La invención ha sido disertada para aprovechar la aceleración que se produce en la cinética eólica, además de la turbulencia posterior generada a raíz del paso de los vehículos. Para ello el sistema de la invención está configurado sobre una estructura sobre la cual se incorporan un conjunto de subsistemas de microgeneración energética, basados en el aprovechamiento de fuentes renovables eólica y solar. La estructura del sistema de la invención comprende una viga central simétrica que comprende tres tramos horizontales, siendo el tramo central de mayor dimensión, y dos pequeños tramos verticales, conectando el tramo horizontal central con los dos tramos horizontales extremos, todo ello soportado en sus extremos por dos pilares o postes laterales.
El tramo central sirve de eje para un aerogenerador de eje horizontal. El subsistema de microgeneración eólica central comprende un concentrador eólico configurado para incrementar la velocidad de las comentes residuales del tránsito. Este concentrador eólico comprende dos superficies habilitadas para la inclusión de placas fotovoltaicas o subsistemas análogos de captación solar. Estos subsistemas de captación solar incluyen dispositivos suficientes para optimizar su posición respecto a la incidencia solar.
El aerogenerador central y los aerogeneradores laterales comprenden mecanismos propios de regulación y frenado capaces de actuar en presencia de vientos con velocidades de relativa importancia.
Los subsistemas de microgeneración eólica laterales incluidos en los extremos se encargan exclusivamente del aprovechamiento de las brisas eólicas con independencia del sentido que puedan adoptar.
Así pues, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes eólicas residuales generadas por tráfico rodado en un vial (de aquí en adelante, sistema de la presente invención) que comprende: 1 a) una estructura que comprende:
1a1) dos postes laterales, uno a cada lado del vial;
1 a2) un travesano entre los postes laterales;
1 b) un subsistema de microg en oración eólica central en el travesarte que comprende:
1b1) un aerogenerador central de eje horizontal que comprende montantes de sujeción y palas de rotación;
1b2) un concentrador eólico perimetral que comprende una pluralidad de álabes configurados a modo de corona directriz circunscrita sobre el aerogenerador central. En una realización en particular, el sistema de la presente invención comprende:
2a) un subsistema de microgeneración eólica lateral en cada extremo del travesarlo que comprende:
2a1) un aerogenerador lateral de eje vertical que comprende un montantes de sujeción y palas de rotación;
2a2) un concentrador eólico perimetral que comprende una pluralidad de álabes configurados a modo de corona directriz circunscrita sobre el aerogenerador lateral.
En una realización en particular, el travesano del sistema de la presente invención, tiene un trazo quebrado que comprende, desde los postes laterales hacia un centro:
3a) dos tramos horizontales extremos, configurados para ubicar los subsistemas de microgeneración eólica lateral;
3b) dos tramos verticales a continuación de los tramos horizontales extremos;
3c) un tramo horizontal central entre los tramos verticales configurado para ubicar el subsistema de microgeneración eólica central.
En otra realización particular, el subsistema de microgeneración central del sistema de la presente invención, comprende una cubierta central configurada para ubicar un subsistema de captación solar y para potenciar una circulación circular en un interior del concentrador eólico perimetral.
En una realización más en particular, la cubierta central del sistema de la presente invención comprende:
5a) una superficie anterior que comprende un espacio necesario para una instalación de una pluralidad de placas fotovoltaicas anteriores;
5b) una superficie posterior que comprende un espacio necesario para una instalación de una pluralidad de placas fotovoltaicas posteriores.
En otra realización en particular, la cubierta central del sistema de la presente invención, comprende una pluralidad de orientadores configurados para orientar las placas fotovoltaicas anteriores y las placas fotovoltaicas posteriores para maximizar una irradiación recibida por las placas fotovoltaicas.
En otra realización particular, el sistema de la presente invención comprende:
7a) un subsistema de captación solar lateral dispuesto en una cubierta del subsistema de microgeneración eólica lateral.
En otra realización particular, el sistema de la presente invención comprende:
9a) una estructura sustentadora auxiliar que comprende un doble entramado de perfiles de sección circular, un anillo perimetral y montantes estructurales fijada a los tramos horizontales extremos, configurada para soportar un suelo inferior de los subsistemas de microgeneración eólica laterales.
En otra realización particular, el aerogenerador central de la presente invención comprende una pluralidad de montantes centrales radiados articulados alrededor del eje horizontal sujetando tres palas de rotación.
En otra realización particular, el rotor lateral de la presente invención comprende una pluralidad de montantes laterales articulados radiados alrededor del eje horizontal sujetando tres palas de rotación.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes o pasos. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.
Breve descripción de las figuras
Figura 1A: Alzado principal del sistema de la invención mostrando la cimentación de la estructura.
Figura 1B: Esquema en alzado de la estructura que muestra las longitudes de los postes laterales y de las diferentes partes del travesarlo de trazo quebrado simétrico perteneciente a la estructura.
Figura 1C: Vista ilustrativa en planta de una vía sobre la que puede instalarse el sistema de la invención.
Figura 2A: Planta del sistema de la invención.
Figura 2B: Sección en planta según la línea A'-A de la figura 1A, donde se ilustra el comportamiento de las corrientes eólicas una vez inciden en la arquitectura interior del concentrador cólico de los subsistemas de microgeneración eólica laterales.
Figura 2C: Sección en planta según la línea A'-A de la figura 1A, donde se muestra la arquitectura interior del concentrador eólico de los subsistemas de microgeneración eólica laterales con aerogeneradores de eje vertical, se incluye una ampliación en detalle de uno de los subsistemas de microgeneración eólica laterales.
Figura 3: Alzado en sección, donde se muestra el interior y exterior de los concentradores eólicos según la línea de sección E'-E de la figura 2C.
Figura 4A: Perfil del sistema de la invención.
Figura 4B: Sección en alzado lateral de la estructura, donde se muestra la arquitectura interior del concentrador eólico del ae regenerador de eje horizontal según la línea de corte F'-F de la figura 3.
Figura 5A: Sección en perspectiva isomótrica según la línea B'-B, donde se ilustra la geometría general de la estructura y el encuentro del deflector con el sistema de microgeneración central.
Figura 5B: Sección en perspectiva isomótrica según la línea B'-B, donde se ilustra el comportamiento de las corrientes eólicas una vez inciden en la arquitectura interior del concentrador eólico de los subsistemas de microgeneración eólica laterales.
Se indican a continuación las referencias numéricas de los elementos de la invención:
estructura (101)
subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B)
subsistema de microgeneración eólica lateral (102A) en un primer lateral "A"
subsistema de microgeneración eólica lateral (102B) en un segundo lateral "B"
subsistema de microgeneración eólica central (103)
postes laterales (104)
travesano (105)
tramo horizontal extremo (106)
tramo vertical (107) tramo horizontal central (108)
estructura auxiliar (113)
doble entramado de perfiles de sección circular (113a)
anillo perimetral (113b)
montantes estructurales (113c)
suelo inferior (114a)
suelo superior (114b)
superficie anterior (115A)
superficie posterior (115B)
placas fotovoltaicas anteriores (116A)
placas fotovoltaicas posteriores (116B)
subsistema de captación solar central (115A, 115B, 116A, 116B) cubierta del subsistema de microgene ración cólica lateral "A" (117A) cubierta del subsistema de microgene ración cólica lateral "B" (117B) subsistema de captación solar lateral (118)
concentrador eólico perimetral (201)
concentrador eólico perimetral (201 A) en un primer lateral "A"
concentrador eólico perimetral (201 B) en un segundo lateral "B" álabes de la estructura de concentración (202)
álabes de la estructura de concentración (202A) en un primer lateral "A" álabes de la estructura de concentración (202B) en un segundo lateral "B" aerogenerador lateral (203)
aerogenerador lateral (203A) en un primer lateral "A"
aerogenerador lateral (203B) en un segundo lateral "B"
eje vertical (204)
montantes laterales (205)
pala de rotación (208)
deflector lateral (207A, 207B)
eje horizontal (301)
montantes centrales (302)
pala de rotación (303)
aerogenerador central (304)
cubierta central (401)
aberturas practicables (402)
estructuras de sujeción (403) orientadores neumáticos o hidráulicos (404)
espacio interior (405)
pared principal deflector anterior (501A)
pared principal deflector posterior (501 B)
pared secundaria deflector anterior (502A)
pared secundaria deflector posterior (502 B)
hendiduras (503)
Descripción detallada de la Invención
En la figura 1A se detalla el alzado principal incluyendo dos subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B) y un subsistema de microgeneración eólica central (103), dispuesta sobre una carretera de doble carril para cada sentido, arcenes, mediana separadora y bermas en cada uno de los sentidos. La estructura (101) comprende dos postes laterales (104) y un travesano (105), que puede ser de trazo quebrado simétrico. El travesano (105) de trazo quebrado simétrico comprende, dos tramos horizontales extremos (108), dos tramos verticales (107), y un tramo horizontal central (108). La longitud de cada tramo es función de la dimensión global de la carretera. La geometría de la estructura (101) responde al propósito de aprovechar el travesano horizontal central (108) como eje horizontal (301) del aerogenerador central (304) incluido en el subsistema de microgeneración eólica central (103).
En la estructura (101), en especial en lo referido a los postes laterales (104), se ha tenido en cuenta como criterio fundamental minimizar la influencia que los postes laterales (104) pudieran tener con la corriente eólica libre con independencia del sentido en que dicha comente eólica incida en la estructura (101). Por ello se ha modelado una estructura (101) sustentadora sobre la cual se incorporan los distintos elementos, sin que la geometría de los postes laterales (104) interfiera en la cinética eólica a captar por los distintos subsistemas de microgeneración eólica (102A, 102B, 103).
Se incluye una estructura auxiliar (113) fijada a los tramos horizontales extremos (108) con el propósito de dar soporte al suelo inferior (114a) de los subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B). Esta estructura auxiliar (113) ofrece numerosas soluciones de diseño en función a las características de los materiales utilizados, cargas a soportar, sección del tramo horizontal, etc. Se propone el modelado a base de un doble entramado de perfiles de sección circular (113a), anillo perímetral (113b) y montantes estructurales (113c) con objeto de poder fijar tanto el suelo inferior (114a) como el suelo superior (114b), sin que esta solución excluya otras tantas posibles. El subsistema de microgeneración eólica central (103) comprende en su parte superior una superficie anterior (115A) y una superficie posterior (115B) destinadas a la instalación de placas fotovoltaicas anteriores (116A) y de placas fotovoltaicas posteriores (116B); los subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B) comprenden subsistemas de captación solar laterales (118) en la cubierta (117) superior.
En la realización ilustrada en la figura 1B y 1C se muestra la configuración geométrica para el caso general de las estructuras (101) de soporte de la invención. Para carreteras de doble carril (109) de circulación para cada sentido, arcenes (110), mediana (111) y bermas (112), la longitud del tramo horizontal central (108) será similar a la suma del ancho de dos carriles (109), dos arcenes (110) y mediana (111), mientras la longitud de cada tramo horizontal extremo (106) será similar a la suma del ancho de un carril (109), arcén y media berma (112). Estas dimensiones se adaptarán en función de la composición de viales y dimensiones de las carreteras donde se realice la implantación. El sistema es dimensión ado para el cumplimiento estricto de las especificaciones técnicas de diseño, estipuladas en la normativa actual del país o región donde se vaya a realizar la implantación. Para ello se configura tanto una estructura (101), como cada uno de los elementos que integran los subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B) y el subsistema de microgeneración eólica central (103), de manera escalable, con el propósito de adaptarse a diversas exigencias estipuladas por diferentes normativas y a distintas dimensiones dependientes de la ubicación donde el sistema vaya a ser instalado. En relación a la altura, como cualquier elemento integrante de la estructura, respetará los límites de altura mínima establecidos en la normativa que sea aplicable, siendo por tanto la altura de los postes laterales (104), la adecuada para el cumplimiento de la normativa en cuestión.
En la figura 2A se detalla la planta del sistema de microgeneración para aprovechamiento de comentes residuales generadas a partir del tráfico en viales y carreteras con la estructura de concentración de flujo cólico, mientras en la figura 2C se detalla dicha planta con los subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B) seccionados transversalmente para mostrar su configuración. Estos subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B) comprenden un concentrador eólico perímetral (201A, 201 B) que comprende un número determinado de alabes (202A, 202 B) con geometría definida. Este concentrador eólico perímetral (201 A, 201 B) circunscribe un aerogenerador lateral (203) que comprende un eje vertical (204) y una estructura de montantes laterales (205) que sujetan las palas laterales de rotación (206).
La arquitectura de los subsistemas de microgeneración eólica laterales (102A, 102B) es similar; incluyendo deflectores laterales (207A, 207B) que anulan cualquier posibilidad de entrada de flujo eólico contrario al sentido de giro del aerogenerador lateral (203), además de potenciar la circulación circular interior. La geometría de los deflectores laterales (207A- 207B) responde al comportamiento de estas corrientes y la posibilidad de su captación y aprovechamiento energético. Los deflectores pueden tener una geometría diferente en cada caso a raíz de la existencia de patrones eólicos predominantes en un rango direccional determinado.
En la figura 2B se han grafiado un conjunto de flechas ilustrativas de las posibles direcciones cólicas a captar tanto por el subsistema de microgeneración eólica central (103) como en los casos del subsistema de microgeneración eólica en el lateral "A" (102A) y del subsistema de microgeneración eólica en el lateral "B" (102B). En ambos casos, los deflectores laterales (207A, 207B) comprenden la obturación de los tramos de circulación que no tengan influencia directa en la captación eólica, ilustrándose las flechas en aquellos tramos de circulación de mayor relevancia en función a la dirección eólica adoptada. Adicionalmente, la arquitectura de los deflectores laterales (207A, 207B) se ha modelado para incrementar la captación del subsistema de microgeneración eólica central mediante su reconfiguración aerodinámica siempre satisfaciendo el cumplimiento estricto de las especificaciones técnicas de diseño, estipuladas en la normativa actual del país o región donde se vaya a realizar la implantación (103). La forma de los deflectores laterales (207A, 207B) está configurada para maximizar el rendimiento de los aerogeneradores laterales (203) y del aerogenerador central (304) en colaboración con la arquitectura de los concentradores eólicos perímetral es ((201 A, 201 B). Su geometría aerodinámica minimiza la formación de capa límite en su superficie. Las paredes principales (501A, 502A) facilitan la adaptación de las brisas eólicas presentes para redirigirias hacia el interior de los tramos de circulación anexos de los sistemas de microgene ración laterales (102A, 102B). El trazado de tales paredes se resuelve prolongando el trazado característico de los tramos de circulación hasta intersectar con el trazado de las paredes secundarías (501 B, 502B). Estas paredes (501 B, 502 B) tienen el propósito de adaptar la circulación de las brisas para su captación en el sistema de microgene radón central (103). Su trazado es recto para facilitar la intersección con los alabes del sistema de microg en oración central. Una vez realizada dicha intersección, su trazado se resuelve mediante un tramo curvo siguiendo el criterio anterior de minimizar al máximo el desarrollo de capa límite en su superficie. En el interior de estas paredes y coincidentes con la intersección con los alabes del sistema de microgene ración central (103), se incluyen una serie de hendiduras (503) para reforzar la aceleración de las brisas eólicas y las corrientes residuales provenientes de los vehículos.
En la figura 3 se muestra un alzado en sección según la línea de corte E'-E de la figura 2C, ilustrándose la disposición del eje horizontal (301) del aerogenerador central (304) en el caso del subsistema de microg en oración eólica central (103) y la posición del eje vertical (204) del aerogenerador lateral (203B) en el caso de los subsistemas de microg en oración eólica laterales (102A, 102B). En esta vista se puede observar la dirección horizontal del eje horizontal (301), sobre el cual se disponen los montantes centrales (302) que sujetan las palas centrales (303) del aerogenerador central (304) mientras los rotores laterales (203A- 203B) incluidos en los subsistemas de microgene ración eólica laterales (102A, 102B) se definen por su eje vertical (204).
En la figura 4A se detalla el alzado lateral de la estructura (101), mientras en la figura 4B se detalla una sección en alzado siguiendo la línea de corte F'-F de la figura 3. En la figura 4B se observa la arquitectura interior del subsistema de microg en oración eólica central (103), destacando una cubierta central (401) que comprende una superficie anterior (115A) que comprende una pluralidad de placas fotovoltaicas anteriores (116A) y una superficie posterior (115B) que comprende una pluralidad de placas fotovoltaicas posteriores (116B). En estas superficies (115A, 115B) están acondicionadas aberturas practicables (402) para la instalación de estructuras de sujeción (403) de las placas fotovoltaicas (116A, 116B). En función de la orientación de la estructura en relación a la radiación solar, puede ser conveniente la implementación de orientadores (404), que pueden ser neumáticos o hidráulicos, capaces de optimizar la posición e inclinación de las placas fotovoltaicas (116A, 116B) para su óptimo funcionamiento. Para ello, la cubierta central (401) comprende un gran espacio interior (405), suficiente para la ubicación y funcionamiento de este tipo de orientadores (404).
En las figuras 5A y 5B se muestra una vista seccionada en perspectiva con objeto de clarificar los elementos integrantes de la estructura. Sobre esta vista se han grafiado la adaptación de las brisas con respecto a la geometría del sistema de microgeneración lateral (102A) y central (103). Las brisas se bifurcan siguiendo la geometría del deflector modelado en su adaptación. Las brisas que se adaptan según el trazado de la pared principal anterior o posterior (501A, 502A) avanzan hacia el tramo de circulación anexo incrementando progresivamente su velocidad. Las brisas que se adaptan según el trazado de la pared secundaria anterior o posterior (501B,502B) son readaptadas para una entrada eficiente en el sistema de microgeneración central (103). Para mejorar este efecto se incluyen unas hendiduras (503) capaces de provocar una aceleración previa a su avance a través del tramo de circulación.
El sistema de microgeneración cuenta además con una red de sensorizadón y dispositivos electrónicos de control configurados para monitorizar el comportamiento del sistema y gestionar de manera eficiente la producción y vertido de la energía a la red, o a los puntos de consumo.

Claims

REIVINCICACIONES
1. Sistema de microgeneración pare aprovechamiento de corriente» eólice* resídualee generadas por trafico rodado en un vial caracterizado por que comprende:
1a) una estructura (101 ) que comprende:
ia1) doa poetes laterales (104), uno a cada fado del vial;
Ia2) un travesano (10$) entre loa poetes laterales (104);
1b) un subsistema de rnicrogeneración eólica central (103) en el travesano (105) que comprende:
Ib1) un aerogenerador central (304) de eje horizontal (301) que comprende montantea de sujeción (302) y patas de rotación (303);
1p2) un concentrador eótico perirnetral (201 ) que oofnprende una pluralidad de alabes (202) configurados a modo de corona directriz circunscrita sobre el aerogenerador central (304).
2. Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes eóücas residuales generadas por trafico rodado en un vial según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende:
2a) un subsistema de microgeneración eólica lateral (102A, 102B) en cada extremo del travesano (10$) que comprende:
2a 1) un aerogenerador lateral (203) de eje vertical (204) que comprende un montante de sujeción (205) y palas de rotación (200);
2a2) un concentrador eóKco perirnetral (201A, 201 B} que comprende una pluralidad de Alabes (202A, 202Θ) Generados a modo de corona directriz circunscrita sobre el aerogenerador lateral (203).
3. Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes eóiicas residuales generadas por tráfico rodado en un yial según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 caracterizado por que el travesarlo (105) tiene un trazo quebrado que comprende, desde los postes laterales (104) hacia un centro:
3a) dos tramos horizontales extremos (108), configurados para ubicar los subsistemas de microgeneración eólica lateral (102A, 102B);
3b) dos tramos verticales (107) a continuación de tos tramos horizontales extremos (106);
3c) un tramo horizontal central (108) entre los tramos verticales (107) configurado para ubicar el subsistema de microgeneración eólica central (103).
4. Sistema de mfcrogeneración pera aprovechamiento de corriente* eóticae residuales generada* por trafico rodado an un vial según cualquiera de la» rervindicacionee 1-3 caracterizado por que e! subsistema de microgeneración central (103) comprende una cubierta central (401) configurada para ubicar un subsistema de captación solar (11SA, 115B, 116Α. 116B) y para potenciar una circulación circular en un interior dei cwKwrtrador eólico perimetral (201). 5. Sistema de microgeneracíón para aprovechamiento de corrientes eólícas reeidualee generadas por tráfico rodado en un vial según la reivindicación 4 caracterizado por que la cubierta central (401) cwxrtprende:
Sa) una superficie anterior (115A) que comprende un espacio necesario para una Instalación de una pluralidad de placas fotovoitaicas anteriores (116 A);
5b) una superficie posterior (115B) que comprende un espacio necesario para una instalación de una pluralidad da placas fotovoltalcas posteriores (1166),
6. Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes eóBcas residuales generadas por tráfico rodado en un vial según la reivindicación 5 caracterizado por que la cubierta central (401) comprende una pluralidad de orientadores (404) configurados para orientar las otacas fotovoftaícas anteriores (116A) y las placas fotovoHaicas posteriores (118B) para maximizar una irradiación recibida por tes placas fotovoltalcas (116A, 116B).
7. Sistema de microgeneración para aprovechamiento de corrientes eoticas residuales generadas por tráfico rodado en un vial según cualquiera de las reivindicaciones 2*6 caracterizado por que comprende:
7a) un subsistema de captación solar lateral (118) dispuesto en una cubierta (117) dei subsistema de microgeneración eoflca lateral (102A, 1028). e. Sistema de microgerwracfon pare aprovechamiento de corrientes eólicas residuales generadas por tráfico rodado en un vial según cualquiera de tes reivirriicactones 3*7 caracterizado por que comprende:
9a) una estructura sustentadora auxiliar (113) que comprende un doble entramado de perfiles de sección circular (113a). un anillo perimetral (113b) y montantes estructurales (113c) fijada a loa tramos horizontales extremos (106), configurada para soportar un suelo inferior (114a) do ios subsistemas da microgeneración cótica laterales (102A. 102B).
9. Sistema da microgeneracidn para aprovechamiento de corrientes eóücas residuales generadas por trafico rodado en un vial según cualquiera de las reivindicaciones 1-9 caracterizado por que el aerogenerador central (304) comprende una pluralidad de montantes centrales (302) radiados alrededor del eje horizontal (301) sujetando tres palas de rotación (303). 10. Sistema de microgeneración para aprovechamiento da comentes eóiicas residuales generadas por trafico rodado en un vial según cualquiera de las reivindicaciones 2-10 caractsiixado por que el rotor lateral (205-206) comprende una pluralidad de montantes laterales (205) radiados alrededor del eje horizontal (204) sujetando tras palas de rotación (208).
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